構(gòu)件擴(kuò)大截面施工法在工程結(jié)構(gòu)加固中的技術(shù)應(yīng)用

史有為

（甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅　蘭州　730000）

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構(gòu)件擴(kuò)大截面施工法在工程結(jié)構(gòu)加固中的技術(shù)應(yīng)用

史有為

（甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅蘭州730000）

摘要：隨著我國(guó)大規(guī)模城市化進(jìn)程的逐步深入，眾多舊有建筑由于建筑年代、使用年限、自然災(zāi)害、原設(shè)計(jì)估計(jì)不足等諸多因素影響，已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)生活需要以及社會(huì)發(fā)展的步伐，若一味地拆除，將產(chǎn)生巨大的資源浪費(fèi)和重新建設(shè)的巨大投資，而且舊建筑拆除后產(chǎn)生大量的建筑垃圾，不但嚴(yán)重污染城市周邊的環(huán)境，更與所提倡的綠色施工相悖。其次，一些建筑物因歷史、人文等方面的特殊性，為了保持文化的延續(xù)性和建筑的正常使用功能或改善功能，工程結(jié)構(gòu)加固改造將逐步凸現(xiàn)其重要性。此外，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，不少既有建筑物需要增加房屋高度、提高使用荷載、加大空間、加層等的改造。所以建筑加固技術(shù)應(yīng)用已是建筑施工勢(shì)在必行的一項(xiàng)技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：構(gòu)件；加大截面；工程結(jié)構(gòu)

DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.05.019

1　概述

中科大廈工程始建于1989年，原設(shè)計(jì)地下二層，地上十八層，一至八層為商鋪，后由于建設(shè)單位資金鏈問(wèn)題，施工至八層封頂后停工，2010年復(fù)工。復(fù)工后建設(shè)單位對(duì)八層以下進(jìn)行了結(jié)構(gòu)加固，并重新進(jìn)行分隔布局。

根據(jù)本工程設(shè)計(jì)，需將原有的八層以下內(nèi)外墻體全部拆除后，對(duì)其原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改造。加固后，重新進(jìn)行墻體砌筑和精裝修。原有八層以下為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，層高5.2 m，由大截面框架梁柱及核芯筒剪力墻組成，框架柱截面600 mm×600 mm、600 mm×800 mm，加固后的柱截面尺寸為800 mm×800 mm、800 mm×1 000 mm，（見(jiàn)圖1）新增截面混凝土強(qiáng)度為C40。

2　擴(kuò)大截面施工法的介紹

擴(kuò)大截面加固法采用將原結(jié)構(gòu)適當(dāng)增加配置鋼筋，通過(guò)新舊鋼筋之間的焊接連接，保證配筋的正常工作，增加原結(jié)構(gòu)尺寸，在外側(cè)新澆筑材料強(qiáng)度等級(jí)較高的細(xì)石混凝土，以此來(lái)提高構(gòu)件的承載力、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性。施工中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的需要以及構(gòu)件的受力特征與尺寸設(shè)計(jì)為單面、雙面、三面以及四面包套的加固。

3　施工工藝及技術(shù)

3.1工藝流程

原結(jié)構(gòu)加固部位定位放線—加固柱、墻周?chē)?、板開(kāi)洞—原結(jié)構(gòu)鑿毛—剔除松散顆粒，清灰—縱、橫向鋼筋植筋、安裝—界面處理—模板安裝—混凝土澆注、養(yǎng)護(hù)。

3.2施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行軸線網(wǎng)測(cè)設(shè)，將軸線控制線控制網(wǎng)彈至樓板面，以此為依據(jù)放出需加固構(gòu)件的軸線位置，再將構(gòu)件加固后的輪廓線及模板控制線彈出，作為樓板開(kāi)洞、鋼筋綁扎、模板安裝的控制線。

（2）按照施工放線所彈出的控制線，對(duì)柱、墻四周梁板進(jìn)行開(kāi)洞，開(kāi)洞采用電鎬，拆除時(shí)僅將混凝土鑿出，對(duì)梁板的鋼筋不予破壞，對(duì)于尺寸大于400 mm或兩端均斷開(kāi)的梁，在開(kāi)洞前應(yīng)對(duì)洞口進(jìn)行臨時(shí)支撐，以減少施工荷載及自身荷載對(duì)原構(gòu)件梁板的損失。

（3）對(duì)混凝土構(gòu)件表面進(jìn)行鑿毛處理，先清除被加固柱表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，再將原混凝土構(gòu)件的棱角打掉。表面處理采用電鎬打毛，在砼粘合面上鏨出麻點(diǎn)，形成點(diǎn)深約3 mm、點(diǎn)數(shù)為600 點(diǎn)/m2～800點(diǎn)/m2的均勻分布。為增強(qiáng)新舊混凝土的粘結(jié)能力，結(jié)合面鑿毛后應(yīng)先檢查是否存在松散顆粒，并剔除清理松散顆粒，然后用空氣壓縮機(jī)吹凈表面浮灰。

（4）根據(jù)設(shè)計(jì)要求將新增框架柱、墻縱向鋼筋從基礎(chǔ)開(kāi)始用植筋連接，進(jìn)入基礎(chǔ)的長(zhǎng)度不小于15d。本工程中新增受力鋼筋在加固樓層范圍內(nèi)應(yīng)通長(zhǎng)設(shè)置，中間不得斷開(kāi)，柱、墻新增Φ14以上鋼筋采用直螺紋或電渣壓力焊連接，連接位置應(yīng)避開(kāi)箍筋加密區(qū)；新增U型箍需要植入框架柱內(nèi)300 mm，植筋前必須清洗成孔并清除孔內(nèi)積水與雜物，鋼筋必須除銹，并將鋼筋錨固段擦拭干凈（見(jiàn)圖1）；根據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)格和間距綁扎箍筋，在梁高范圍內(nèi)的箍筋可采用等代箍筋，等代箍筋穿縱橫梁、互焊，或采用植筋。

圖1　框架柱截面加固

（5）因新澆注加固混凝土強(qiáng)度高于原結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度，為保證加固混凝土澆注后與原混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，原混凝土面必須用清水淋水充分濕潤(rùn)，并在澆注混凝土前涂刷水泥凈漿作為界面劑，避免結(jié)合面開(kāi)裂或破壞。

（6）模板安裝：模板采用竹、木膠合板，用50×100木方作圍檁，間距250，采用鋼管抱箍，間距600 mm，采用Φ14植筋螺桿加固，螺桿植筋深度15d，豎向間距600 mm，水平間距600 mm。在原結(jié)構(gòu)表面植入Φ10短鋼筋，長(zhǎng)度100 mm，間距與新增箍筋間距等同，同時(shí)與箍筋焊接，既起到柱模板定位筋的作用也增加鋼筋與混凝土的粘結(jié)力；柱模板在中間位置開(kāi)澆筑口，同時(shí)進(jìn)行體外振搗，從而保證所澆筑混凝土的密實(shí)度，振搗完畢后，用模板封堵澆筑口，然后繼續(xù)澆筑；模板拆除：混凝土澆搗完畢后，應(yīng)在混凝土強(qiáng)度能夠保證其表面棱角不因拆模而損壞后拆除。

（7）柱擴(kuò)大截面加固時(shí)，由于模板與原混凝土之間空隙較小，從上澆筑時(shí)很難保證澆筑密實(shí)。為防止出現(xiàn)斷柱現(xiàn)象，首先在澆注過(guò)程中必須嚴(yán)格按照混凝土澆注規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，防止出現(xiàn)漏振，同時(shí)應(yīng)用錘子等重物敲擊模板，進(jìn)行體外振搗，加快混凝土的流動(dòng)；其次采用將柱模板在中間位置處開(kāi)一個(gè)澆筑口，增加中間振搗，振搗完畢后，封堵此澆筑口，然后再繼續(xù)澆筑；再次，設(shè)計(jì)采用細(xì)石混凝土?xí)ＷC灌漿料的密實(shí)度，在澆注過(guò)程中控制好澆注量，防止一次下料過(guò)多，在下料過(guò)程中控制混凝土每層厚度不得超過(guò)500 mm。

混凝土澆搗后，在澆搗完畢后4 h以內(nèi)就開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，經(jīng)常澆水使其保持濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。澆水次數(shù)以能保證混凝土表面濕潤(rùn)狀態(tài)為佳。

4　施工難點(diǎn)控制

4.1植筋施工難點(diǎn)控制

（1）植筋前用鋼筋探測(cè)儀對(duì)原結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋需進(jìn)行定位，防止鉆孔過(guò)程中損壞原結(jié)構(gòu)鋼筋。

（2）植筋后24 h內(nèi)，不得擾動(dòng)、碰撞鋼筋，植筋后48 h內(nèi)，不得進(jìn)行后續(xù)工序施工。

（3）植筋在與其他鋼筋綁扎或焊接過(guò)程中，不得硬行改變植筋位置，應(yīng)在不變動(dòng)或影響植筋部位的情況下，用扳手將鋼筋按照≥1∶6位置與高度的比例將鋼筋調(diào)整到位。

（4）與植筋接頭為焊接時(shí)，須遠(yuǎn)離周?chē)步疃祟^，無(wú)法避免時(shí)應(yīng)在近鄰植筋端處用濕毛巾降溫處理保護(hù)措施。

（5）梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋較密，很難一次性打孔成功。對(duì)此，重復(fù)采用鋼筋探測(cè)儀測(cè)放出鋼筋的準(zhǔn)確位置。然后在其空隙處打孔植筋。這樣做會(huì)減小對(duì)原結(jié)構(gòu)的影響。

（6）加固梁柱節(jié)點(diǎn)處，由于U型箍在混凝土孔內(nèi)不能完全貼近，節(jié)點(diǎn)處鋼箍安放好以后，用壓力灌縫的方式將結(jié)構(gòu)膠注入。這樣做既會(huì)使空隙處填實(shí)，還可以解決焊接產(chǎn)生高溫對(duì)結(jié)構(gòu)膠影響的問(wèn)題。

4.2梁板開(kāi)洞施工難點(diǎn)控制

在開(kāi)洞過(guò)程中尺寸大于400 mm或兩端均斷開(kāi)的梁，應(yīng)對(duì)其周?chē)捎弥睆?00 mm、壁厚6.5 mm的鋼柱進(jìn)行臨時(shí)支撐，通過(guò)用千斤頂頂緊鋼柱，使得鋼柱充分進(jìn)入受力狀態(tài)，然后用方木作為柱基，以木楔打緊。

在加固進(jìn)度由下至上逐步推進(jìn)的過(guò)程中，臨時(shí)支撐應(yīng)同步隨加固構(gòu)件強(qiáng)度的達(dá)到逐步拆除，從而確保支撐的持續(xù)有效性。同時(shí)分散其柱子本身承受的力量，以便其柱子在置換高強(qiáng)度的混凝土后不會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化發(fā)生變形。

4.3混凝土施工難點(diǎn)控制

柱擴(kuò)大截面加固時(shí)，由于模板與原混凝土之間空隙較小，從上澆筑時(shí)很難對(duì)所澆混凝土振搗密實(shí)。對(duì)此，我們采用將柱模板在中間開(kāi)一個(gè)振搗口，在柱中增加混凝土振搗，振搗完畢后，封堵此振搗口，然后繼續(xù)澆筑，保證混凝土的密實(shí)度。

5　加固施工中的安全管理

加固工程建設(shè)不同于以往的普通的建筑施工，并非從基礎(chǔ)至屋面的逐步推進(jìn)工作，而是高低跨施工，交叉作業(yè)頻繁、參加施工的各專業(yè)隊(duì)伍多、協(xié)調(diào)工作量大、本質(zhì)安全性差的工程施工，因此施工安全措施必須得當(dāng)。在做好日常的安全管理工作的基礎(chǔ)上，增加安全檢查和巡視力度，及時(shí)對(duì)“三違”行為加以制止。更主要的是在安全隱患部位及時(shí)增加防護(hù)或警示，例如：梁板開(kāi)洞過(guò)程中，首先及時(shí)搭設(shè)防護(hù)網(wǎng)，防止拆除產(chǎn)生的垃圾對(duì)下方人員造成落物打擊；其次應(yīng)做好樓臨邊開(kāi)洞人員在無(wú)外防護(hù)架情況下高處作業(yè)而存在的高處墜落；再次還應(yīng)做好開(kāi)洞后樓板面的臨邊防護(hù)及警示，防止作業(yè)人員高處墜落。

6　結(jié)束語(yǔ)

擴(kuò)大截面加固法是采用同種材料來(lái)擴(kuò)大結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面面積從而提高其承載力的一種加固方法，這種方法雖然存在濕作業(yè)工作量大、占有建筑空間較多等缺點(diǎn)，但因其具有的受力可靠、工藝簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的加固費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，仍是當(dāng)今建筑加固施工中較為適宜的一種技術(shù)，廣泛適用于鋼筋混凝土受彎度、受壓構(gòu)件的加固。

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作者簡(jiǎn)介：史有為（1983-），男，漢族，甘肅蘭州人，大學(xué)本科，工程師，主要從事房屋建筑工程管理工作。

收稿日期：2016- 3- 18

中圖分類號(hào)：TU746.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A